Optymalizacja procesu otrzymywania HBIW

• Autorzy: Jefimczyk J. , Maksimowski P. , Skupiński W.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Heksabenzyloheksaazaizowurcytan – HBIW jest produktem wyjściowym w syntezie wielkolaboratoryjnej i przemysłowej heksanitroheksaazaizowurcytanu - CL-20, materiału wybuchowego o wysokich parametrach detonacyjnych. CL-20 stosowany jest jako dodatek do stałych heterogenicznych paliw rakietowych i jako materiał kruszący, na przykład w głowicach kumulacyjnych. Zastosowanie go na szeroką skalę ograniczone jest wysoką. Synteza CL-20 jest procesem wieloetapowym, i ważne jest by na każdym z etapów uzyskiwać maksymalne wydajności i czystości produktów przejściowych przy jak najniższych kosztach. Przeprowadzono prace optymalizacyjne syntezy HBIW dla układów rozpuszczalnik - katalizator kwasowy: acetonitryl – kwas chlorowy(VII), metanol – kwas chlorowy(VII), metanol – kwas siarkowy(VI). Stwierdzono, że czynnikami wpływającymi w znaczący sposób na wydajność otrzymywanego HBIW są rodzaj zastosowanego rozpuszczalnika i katalizatora, stosunek kwasowego katalizatora do benzyloaminy, czas trwania reakcji, temperatura w której prowadzona jest kondensacja oraz stosunek molowy reagentów w mieszaninie. W mniejszym stopniu na przebieg reakcji wpływa pH roztworu glioksalu wkraplanego do mieszaniny reakcyjnej, ilość dodawanej wody i czas wkraplania glioksalu do mieszaniny reakcyjnej. Przeprowadzone badania optymalizacyjne wykazały, że układem reakcyjnym dającym najwyższe wydajności HBIW jest układ acetonitryl – kwas chlorowy(VII). Uzyskiwane wydajności HBIW przekraczają 85%. Rozważając zagadnienia technologiczne, ekonomiczne, środowiskowe i BHP stosowanych układów, stwierdzić należy że układem optymalnym do zastosowania w przemyśle jest układ metanol – kwas siarkowy(VI), mimo iż maksymalne wydajności HBIW w tym wypadku wynoszą około 65%.

Słowa kluczowe

PL

HBIW; glioksal; benzyloamina; Cl-20

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 2
• Strony: 157--165
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jefimczyk J.

• Zakłady Metalowe „MESKO” S.A., PL

autor

Maksimowski P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Zakład Materiałów Wysokoenergetycznych, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa, PL

autor

Skupiński W.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Zakład Materiałów Wysokoenergetycznych, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa, PL

Bibliografia

• [1] A. T. Nielsen, A. P. Chafin, S. L. Christian, D. W. Moore, M. P. Nadler, R. A. Nissan, D. J. Vanerah, Tetrahedron, 1998, 54, 11793-11812.
• [2] Chemistry of Energetic Materials, Ed. By G. A. Olach, D. R. Squire, Academic Press 1991, Polycyklic Amine Chemistry A.T. Nielsen, pages 95-123.
• [3] A. T. Nielsen, R. A. Nielsen, D. J. Vanderah, J. Org. Chem. 1990, 55, 1459-1466.
• [4] U. S. Patent No 20040260086A1, 2004.
• [5] G. Herve, G. Jacob, R. Gallo, Chem. Eur. J. 2006, 12, 3339-3344.
• [6] U. S. Patent 5,723,604, 1998.
• [7] M. R. Crampton, Javed Hamid, Ross Millar and George Ferguson, J. Chem. Soc. Perkin Trans 2, 1993, 923-929.